【摘要】：低壓直流開(kāi)關(guān)作為日常生產(chǎn)和生活中必不可少的電器元件,因其優(yōu)越的性能、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低廉的價(jià)位等優(yōu)勢(shì),廣泛受到用戶(hù)的歡迎,一直沿用到現(xiàn)在。但在國(guó)際上開(kāi)關(guān)電器競(jìng)爭(zhēng)俞發(fā)激烈,如何提高產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)是目前研究的重點(diǎn)。目前,觸頭大多采用的是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式開(kāi)斷的,通過(guò)改變觸頭的開(kāi)斷方式,掌握觸頭不同開(kāi)斷方式下電弧的動(dòng)態(tài)特性,探索有利于電弧熄滅的觸頭開(kāi)斷方式,對(duì)于縮小燃弧時(shí)間,減小電弧對(duì)觸頭的燒蝕有重要意義。本課題針對(duì)觸頭旋轉(zhuǎn)開(kāi)斷對(duì)直流空氣電弧影響規(guī)律的研究,提出直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭開(kāi)斷方案,并與觸頭直線(xiàn)開(kāi)斷過(guò)程中電弧的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行對(duì)比分析。以磁流體動(dòng)力學(xué)理論(MHD)為基礎(chǔ),建立三維直流空氣電弧的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)多物理場(chǎng)耦合仿真得到觸頭不同開(kāi)斷方式對(duì)直流空氣電弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中弧根位置、弧柱體流速和電弧溫度的對(duì)比分布。分析表明:觸頭直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)開(kāi)斷較觸頭直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)開(kāi)斷加速了弧柱體的流動(dòng),加速了電弧溫度的降低,更有利于電弧熄滅。對(duì)于觸頭直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)開(kāi)斷,通過(guò)改變觸頭的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度,利用數(shù)值仿真計(jì)算從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)觸頭不同開(kāi)斷速度下電弧動(dòng)態(tài)特性差異的內(nèi)在機(jī)理,得到更有利于電弧熄滅的觸頭開(kāi)斷速度配合。研究表明:在本文的速度范圍內(nèi),觸頭直線(xiàn)速度為1.2m/s、旋轉(zhuǎn)速度為1ms旋轉(zhuǎn)2°較其他觸頭開(kāi)斷速度,更有利于電弧的熄滅。為驗(yàn)證仿真結(jié)果,本文搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。利用高速攝像機(jī)拍攝觸頭分?jǐn)噙^(guò)程中的電弧圖像,利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集電弧電壓、電弧電流波形,并分析觸頭不同開(kāi)斷方式、不同開(kāi)斷速度對(duì)電弧動(dòng)態(tài)行為的影響。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相應(yīng)條件下的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性。本文的研究?jī)?nèi)容對(duì)于低壓電器觸頭開(kāi)斷方式的改進(jìn)有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM501.2
【圖文】：

真軟件進(jìn)行數(shù)值仿真分析。電弧的弧柱區(qū)域本質(zhì)上是熱等離子體性良好的特征，利用數(shù)值仿真對(duì)電弧的一些基本現(xiàn)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程基本特性及開(kāi)關(guān)電器的開(kāi)斷性能研究的重要輔助手段。本章針對(duì)直流空氣電弧動(dòng)態(tài)特性的研究，提出直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭開(kāi)斷斷過(guò)程中電弧動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行對(duì)比分析。為此，以磁流體動(dòng)力學(xué)理論立三維直流空氣電弧的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)多物理場(chǎng)耦合仿真得到兩流空氣電弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中弧根位置、弧柱體流速以及電弧溫度的對(duì)利于電弧熄滅的觸頭開(kāi)斷方式。的開(kāi)斷方案觸頭不同開(kāi)斷方式下電弧的運(yùn)動(dòng)特性，本文提出直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的觸頭直線(xiàn)開(kāi)斷過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析，如圖 3.1 所示。圖 3.1a 中，動(dòng)觸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；圖 3.1b 中，動(dòng)觸頭沿著圓柱的軸向下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)。

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文異甚至達(dá)到十個(gè)以上的數(shù)量級(jí)[61]。由于等離子體的這度等方面），相關(guān)學(xué)者常常將其進(jìn)行分類(lèi)研究。最常用據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)等離子體分為 3 類(lèi)：非熱力學(xué)平衡態(tài)等離ium，NLTE）、熱力學(xué)平衡態(tài)等離子體（CompleteThe熱力學(xué)平衡態(tài)等離子體（Local Thermal Equilibrium，研究的直流空氣電弧，屬于熱等離子體的一種，從仿條件（LTE），其數(shù)值過(guò)程可以通過(guò)磁流體動(dòng)力學(xué)（MH論（MHD）描述了電弧等離子體中各物理場(chǎng)相互作用離子體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各場(chǎng)量作用過(guò)程。

b XY 坐標(biāo)系示意圖圖 3.3 觸頭開(kāi)斷的幾何模型ig. 3.3 Geometric model of contact break過(guò)程時(shí)，靜觸頭保持不變，為研究斷時(shí)動(dòng)觸頭以一定的速度向下運(yùn)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。計(jì)算區(qū)域中邊界是隨時(shí)間移動(dòng)或者中采用網(wǎng)格變形和更新。網(wǎng)格變形網(wǎng)格變形時(shí)，指定動(dòng)觸頭表面網(wǎng)動(dòng)速度進(jìn)行設(shè)置（觸頭直線(xiàn)+旋轉(zhuǎn)運(yùn)速度這兩個(gè)速度）。初始網(wǎng)格劃分后解二階 Laplace 方程獲得計(jì)算區(qū)域格變形的期間，當(dāng)網(wǎng)格質(zhì)量低于

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2745429